JP2014226689A - Method for evaluating cracking in thin plate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform estimation of cracking in a thin plate considering the temperature at which breaking strain becomes maximum due to an influence of strain-induced martensitic transformation of austenite (γ) during being worked, of steel material containing the austenite (γ).SOLUTION: A method for evaluating cracking in a thin plate comprises: a step of collecting data of breaking strains εupon normal temperature Twith respect to a plurality of strain ratios ρ for predetermined material and making a function which calculates the breaking strain εupon normal temperature at an arbitrary strain ratio ρ; a step of respectively collecting a plurality of data of temperature T and breaking strain εwith respect to a plurality of strain ratios ρ; a step of making curves which satisfy the plurality of data of temperature T and breaking strain εfor each strain ratio ρ; a step of fitting one-variable symmetrical function to any one of the plurality of curves; and a step of making warm FLD based on the one-variable symmetrical function.

Description

本発明は、成形シミュレーション方法、成形シミュレーション装置、プログラム、記録媒体、及びシミュレーション結果に基づいた成形方法に関し、特に、薄板のプレス成形シミュレーションにおける破断判定方法および破断判定装置に関する。   The present invention relates to a forming simulation method, a forming simulation apparatus, a program, a recording medium, and a forming method based on a simulation result, and more particularly to a breakage determination method and a breakage determination apparatus in a press forming simulation of a thin plate.

自動車部品や家庭電気製品には、薄鋼板やアルミ薄板等の金属薄板を所定の形状にプレス成形加工した部品が多用されるようになってきた。自動車部品や家庭電気製品に用いられる部品を加工するにあたり、例えば、上下一対の凹凸金型を用いて、薄鋼板やアルミ薄板等の金属薄板を所定の形状にプレス成形加工することが行われる。   In automobile parts and household electrical products, parts obtained by press forming a thin metal plate such as a thin steel plate or an aluminum thin plate into a predetermined shape have been widely used. When processing parts used for automobile parts and household electrical products, for example, a thin metal plate such as a thin steel plate or an aluminum thin plate is press-formed into a predetermined shape using a pair of upper and lower concave and convex molds.

図8はプレス成形の模式図であり、ダイ1の上に被加工材(「ブランク」と呼ばれることがある。)5が置かれ、被加工材5は、ブランクホルダ2により押さえられ、パンチ3が加工時のパンチ方向6の方向に動くことで加工され、その一方で、ドロービード4により加工時に被加工材が流れ込まないように保持している。   FIG. 8 is a schematic diagram of press molding. A workpiece 5 (sometimes referred to as “blank”) 5 is placed on a die 1, and the workpiece 5 is pressed by a blank holder 2, and punch 3 Is processed by moving in the punching direction 6 during processing, while the draw bead 4 holds the workpiece so that it does not flow during processing.

また、図9は、引張試験の模式図であり、例えば、JIS5号あるいはJIS13号B等の引張試験片12は、試験器のつかみ部11によりその両端をつかまれ、引張方向14の方向に引っ張れる。そのときに、引張試験片12にかかる荷重は図示しないロードセルにより計測され、評価距離13の部分は、接触式の変位計や画像計測装置により、時々刻々変化する試験片の変位が計測される。   FIG. 9 is a schematic diagram of a tensile test. For example, a tensile test piece 12 such as JIS No. 5 or JIS No. 13B is grasped at both ends by the grip portion 11 of the tester and pulled in the direction of the tensile direction 14. At that time, the load applied to the tensile test piece 12 is measured by a load cell (not shown), and the displacement of the test piece that changes every moment is measured at a part of the evaluation distance 13 by a contact-type displacement meter or an image measurement device.

さて、自動車部品の軽量化を図るため、より高強度の材料を用いることで板厚を減少させることが盛んに行われており、その際に生じる成形不具合である材料破断現象を加工前に予測することは非常に重要であり、今日、有限要素法等によるシミュレーション計算を利用して割れを予測することが日常的に行われている。   Now, in order to reduce the weight of automobile parts, reducing the plate thickness by using a material with higher strength has been actively carried out, and the material fracture phenomenon, which is a molding defect that occurs at that time, is predicted before processing. It is very important, and today, it is routinely performed to predict cracks using simulation calculation by a finite element method or the like.

例えば、特許文献1には、従来の有限要素法を用いた弾塑性材料の成形シミュレーション方法では、予め部品を複数の領域に分割し、分割された領域だけ大規模な連立方程式求解であるスプリングバック計算を繰り返し行う必要があり、スプリングバック発生の原因となる部位を特定する作業が煩雑化したり、分割の仕方(大きさ、分割数)により、結果が異なり、スプリングバック発生の原因となる部位を十分に特定することが困難であるという問題を解決することを目的として、弾塑性材料の目標形状における1つ又は複数の有限要素ごとに、応力テンソルから要素等価点力ベクトルを計算する工程と、計算された1つ又は複数の有限要素ごとの要素等価節点力ベクトルを、弾塑性材料の善領域又は特定の領域に亘って積分して、その領域の全等価接点ベクトルを計算する工程を含む有限要素法を用いた弾塑性材料の成形シミュレーション方法を開示している。   For example, Patent Document 1 discloses that a conventional elastic-plastic material forming simulation method using a finite element method divides a part into a plurality of regions in advance, and only a divided region is a large-scale simultaneous equation solution springback. It is necessary to repeat the calculation, and the work of identifying the part that causes the springback is complicated, or the result varies depending on the division method (size, number of divisions), and the part that causes the springback occurs. Calculating an element equivalent point force vector from a stress tensor for each of one or more finite elements in the target shape of an elastoplastic material, with the goal of solving the problem of being difficult to specify sufficiently; The calculated element equivalent nodal force vector for each finite element or elements is integrated over the good or specific area of the elastoplastic material and It discloses a forming simulation method of elasto-plastic material using a finite element method comprising the step of calculating a total equivalent contact vector of.

近年、特許文献1に開示されるようなシミュレーションを実施し、その一方で、板厚限界線や成形限界線図(以下、FLD(Forming Limit Diagram)という。)等の限界歪を実験的あるいは理論的に導出しておき、その限界歪状態と特許文献1に開示されるようなシミュレーションにより得られる歪状態とを比較することにより、ある程度定量的に割れ発生箇所および発生時点の予測を行っている。   In recent years, simulations such as those disclosed in Patent Document 1 have been performed, while limit strains such as sheet thickness limit lines and forming limit diagrams (hereinafter referred to as FLD (Forming Limit Diagram)) have been experimentally or theoretically calculated. Thus, by comparing the critical strain state with the strain state obtained by the simulation disclosed in Patent Document 1, the crack occurrence location and the occurrence time point are predicted quantitatively to some extent. .

ここで、FLDの測定装置とFLDの作成方法の概要について簡単に説明しておく。   Here, an outline of the FLD measuring apparatus and the method of creating the FLD will be briefly described.

図10は、FLD測定機器の模式図である。   FIG. 10 is a schematic diagram of an FLD measuring instrument.

図10はFLD測定機器であり、21はダイ、22はブランクホルダ、23はパンチ、24はドロービード、25は被加工材、26は加工時のパンチの方向、27は恒温浴、28はヒーター、29はシリコンオイル、30はブランクホルダ押さえ用バネである。   FIG. 10 shows an FLD measuring instrument, 21 is a die, 22 is a blank holder, 23 is a punch, 24 is a draw bead, 25 is a workpiece, 26 is a punch direction during processing, 27 is a constant temperature bath, 28 is a heater, 29 is silicone oil, and 30 is a blank holder pressing spring.

理解を深めるために、図10を図8のプレス成形の模式図との対比で説明する。ダイ21(図10)はダイ1(図8)に相当し、被加工材25(図10)は被加工材5(図8)に相当し、パンチ23(図10)はパンチ3(図8)に相当し、ブランクホルダ22(図10)はブランクホルダ2(図8)に相当し、ドロービード24(図10)はドロービード4(図8)に相当する。   In order to deepen the understanding, FIG. 10 will be described in comparison with the schematic diagram of press forming in FIG. The die 21 (FIG. 10) corresponds to the die 1 (FIG. 8), the workpiece 25 (FIG. 10) corresponds to the workpiece 5 (FIG. 8), and the punch 23 (FIG. 10) corresponds to the punch 3 (FIG. 8). The blank holder 22 (FIG. 10) corresponds to the blank holder 2 (FIG. 8), and the draw bead 24 (FIG. 10) corresponds to the draw bead 4 (FIG. 8).

また、図10のFLD測定機器の模式図が図8のプレス成形の模式図と異なるところは、被加工剤25がシリコンオイル29を有する恒温浴27に浸されることで、温度が一定に保たれ、かつ、ヒーター28により昇温することもできる点である。   Further, the schematic diagram of the FLD measuring apparatus in FIG. 10 is different from the schematic diagram of press molding in FIG. 8 in that the workpiece 25 is immersed in a constant temperature bath 27 having silicon oil 29 so that the temperature is kept constant. In addition, the temperature can be raised by the heater 28.

図9、図10、図11、図12を用いてFLDの作成概要について説明する。   An outline of creation of FLD will be described with reference to FIGS. 9, 10, 11, and 12. FIG.

図9は引張試験の模式図であり、図11は、試験片12(図9)を説明する図である。   FIG. 9 is a schematic diagram of the tensile test, and FIG. 11 is a diagram illustrating the test piece 12 (FIG. 9).

図11(a)に示すように、1)試験片12には予め、縦の長さL、横の長さL、の正方形のグリッド等のパターンを転写しておき、2)図10のようなFLD測定機器による試験によりパンチ23に押された結果割れ等が認められた場合には、3)当該グリッドの割れ部分の縦の長さL,横の長さLを計測し、4)L>Lの場合には、最大主歪εと最小主歪εを、
ε=ln(L/L) ・・・(式A1)
ε=ln(L/L) ・・・(式A2)
と計算する。ここで、lnは自然対数を表す。
As shown in FIG. 11 (a), 1) a pattern such as a square grid having a vertical length L and a horizontal length L is transferred to the test piece 12 in advance, and 2) as shown in FIG. When a crack or the like is found as a result of being pressed by the punch 23 by a test using an appropriate FLD measuring instrument, 3) measure the vertical length L 1 and the horizontal length L 2 of the cracked portion of the grid, and 4 ) When L 1 > L 2 , the maximum principal strain ε 1 and the minimum principal strain ε 2 are
ε 1 = ln (L 1 / L) (formula A1)
ε 2 = ln (L 2 / L) (Formula A2)
And calculate. Here, ln represents a natural logarithm.

このように、εおよびεの値を求めて、図12のようにプロットすることで、FLDを構築することができる。 Thus, FLD can be constructed by obtaining the values of ε 1 and ε 2 and plotting them as shown in FIG.

しかしながら、FLDモデルのメッシュサイズの大小により破断判定の結果が異なるという問題点が指摘されている。   However, it has been pointed out that the result of fracture determination differs depending on the mesh size of the FLD model.

これに対し、特許文献2は、すなわち、鉄連規格JSC270Dについて、ゲージ長さに対する破断歪の推移を測定した結果、ゲージ長さが小さいと破断限界歪は大きくなるが、ゲージ長さが大きいと破断限界歪は小さくなることに着目し、特定のゲージ長さにおける最大主歪ε、最小主歪ε、材料パラメータαおよび塑性歪比ρ
ρ=ε/ε ・・・(式A3)
の関数β(ρ)から、任意のゲージ長さにおける破断限界歪を計算することで、FLDモデルのメッシュサイズの大小により破断判定が異なるという問題点を解消する方法が提案されている。
On the other hand, in Patent Document 2, that is, as a result of measuring the transition of the breaking strain with respect to the gauge length for the iron standard JSC270D, the fracture limit strain increases when the gauge length is small, but the fracture occurs when the gauge length is large. Focusing on the fact that the limit strain becomes smaller, the maximum principal strain ε 1 , the minimum principal strain ε 2 , the material parameter α and the plastic strain ratio ρ at a specific gauge length.
ρ = ε 2 / ε 1 (Formula A3)
A method has been proposed for solving the problem that the fracture determination differs depending on the mesh size of the FLD model by calculating the fracture limit strain at an arbitrary gauge length from the function β (ρ).

しかしながら、オーステナイトを含有する鋼材を、くびれや破断の発生を抑制しながら成形する場合には成形時の温度を考慮する必要がある。   However, when forming a steel material containing austenite while suppressing the occurrence of constriction and breakage, it is necessary to consider the temperature at the time of forming.

例えば、特許文献3には、鋼板のプレス成形前に750℃〜1000℃程度のオーステナイト単相領域となるAc3点以上に鋼材を加熱炉等で予め加熱し、このオーステナイト単相の状態の鋼材を、プレス成形し、鋼材から金型への伝熱を利用して鋼材を急冷して焼き入れすることで、高強度で寸法精度の良好な成形品を製造する方法が開示されている。 For example, Patent Document 3, previously heated steel material heating furnace or the like to the above A c3 point the austenite single phase region of 750 ° C. approximately to 1000 ° C. before press forming of the steel sheet, the steel of the state of the single-phase austenite A method of manufacturing a molded product with high strength and good dimensional accuracy is disclosed by press-molding, quenching and quenching the steel material using heat transfer from the steel material to the mold.

また、特許文献4には、オーステナイトを含有する鋼材に対して、金型ダイを加熱するとともに、金型パンチを冷却しながら絞り成型する方法、すなわち、成型後にフランジ部となる鋼材の一部をダイとの間での伝熱により加熱させてその変形抵抗を低減させるとともに、鋼材のそれ以外の部位をパンチとの間での伝熱により冷却させてその変形抵抗を増大させて絞り成型し、しわや破断の発生を防止しつつ絞り成型する方法を開示している。   Patent Document 4 discloses a method of drawing a steel material containing austenite while heating the die die and cooling the die punch, that is, a part of the steel material that becomes the flange portion after molding. While heating by heat transfer with the die to reduce its deformation resistance, other parts of the steel material are cooled by heat transfer with the punch to increase its deformation resistance and draw-molded, A method of drawing while preventing wrinkles and breakage is disclosed.

さらに、特許文献5では、鋼材である被加工材の金属組織を、体積分率で、母相としてベイニティック・フェライト、グラニュラー・ベイニティック・フェライトを70%以上、第2組織として残留オーステナイトを5%以上30%以下で、かつ、前記残留オーステナイト中のCを1.0質量%以上に制御することで、室温で7%である上記鋼材の全伸び値が、250℃で20%となり、その温度での成型性を向上させる方法が開示されている。   Further, in Patent Document 5, the metal structure of a work material that is a steel material is 70% or more of bainitic ferrite and granular bainitic ferrite as a parent phase in terms of volume fraction, and retained austenite as a second structure. By controlling C in the retained austenite to 1.0 mass% or more, the total elongation value of the steel material, which is 7% at room temperature, becomes 20% at 250 ° C. A method for improving the moldability at that temperature is disclosed.

このように、特許文献3〜5に開示された成型方法には、温度を考慮することの重要性が示されているが、有限要素法を用いた成形シミュレーション結果に基づいて成形性の評価を行うための温間FLDモデルには、成形時の温度を十分に考慮できていない。   Thus, although the importance of considering the temperature is shown in the molding methods disclosed in Patent Documents 3 to 5, the moldability is evaluated based on the molding simulation result using the finite element method. In the warm FLD model for performing, the temperature at the time of molding cannot be considered sufficiently.

特許文献6には、温間域または熱間域で金属などの可塑性材料を成形加工する際に生じる加工割れに対して、材料を割れやすい状態にすることにより、延性の高い材料の割れ特性の評価を可能にすることを目的として、予め温間域から熱間域に加熱した軸対称形状の可塑性試験片を平工具で据え込み鍛造し、試験片側面に割れが発生する加工条件を比較検討することにより、加工割れ強度を評価する可塑性材料の熱間加工割れ強度試験方法において、前記軸対称形状の可塑性試験片として、円柱側面に円環状の突起を形成した形状の試験片を用い、据え込み鍛造する可塑性材料の熱間加工割れ強度試験方法が開示されているが、オーステナイト(γ)を含有する鋼材の温度特性を考慮した割れ判定を的確に行うには至っていない。   In Patent Document 6, the cracking characteristics of a material having high ductility are obtained by making the material easy to crack against the processing crack that occurs when a plastic material such as a metal is molded in a warm region or a hot region. For the purpose of enabling evaluation, a plastic test piece with an axisymmetric shape heated in advance from the warm range to the hot range is forged with a flat tool and the processing conditions under which cracks occur on the side of the test piece are compared. In the hot work crack strength test method for a plastic material for evaluating the work crack strength, a test piece having an annular protrusion formed on a cylindrical side surface is used as the axisymmetric plastic test piece. Although a hot working crack strength test method for plastic materials to be forged and forged has been disclosed, it has not yet been possible to accurately determine cracks in consideration of the temperature characteristics of steel materials containing austenite (γ).

WO2010/038539号公報WO2010 / 038539 特開2011−147949号公報JP2011-147949A 特開2005−177805号公報JP 2005-177805 A 特開2007−111765号公報JP 2007-1111765 A 特開2004−190050号公報JP 2004-190050 A 特開平09−248647号公報JP 09-248647 A

本発明は、上述の問題を解決すべくなされたものであり、オーステナイト(γ)を含有する鋼材の温度特性を考慮した温間FLDを作成および温間歪応力曲線を作成する方法を提供することで、オーステナイト(γ)を含有する鋼材を被加工材とした有限要素法を用いた成形シミュレーション結果に基づく温間成形性(しわ、割れの発生の判定)評価を精度高くおこなう方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a method for creating a warm FLD and a warm strain stress curve in consideration of the temperature characteristics of a steel material containing austenite (γ). To provide a method for accurately evaluating warm formability (determination of occurrence of wrinkles and cracks) based on a forming simulation result using a finite element method in which a steel material containing austenite (γ) is processed. With the goal.

発明者らは、鋭意研究開発の結果、TRIP鋼やSUS鋼のようなオーステナイト(γ)を含有する鋼材では、加工中のγの加工誘起マルテンサイト変態の影響で破断ひずみが最大となる破断歪最大値をとる温度である破断歪最大温度が塑性歪比(以下簡単に「歪比」という。)ρによって変化すること、及び、歪比ρに応じた破断歪最大値と破断歪最大値温度を温間FLDに取り込むことで精度の高い薄板の割れ判定を行えることを見出した。   As a result of diligent research and development, the inventors of the present invention have found that a steel material containing austenite (γ), such as TRIP steel or SUS steel, has the maximum breaking strain due to the effect of processing-induced martensitic transformation of γ during processing. Maximum fracture strain temperature, which is the maximum temperature, varies depending on the plastic strain ratio (hereinafter simply referred to as “strain ratio”) ρ, and the maximum strain value and the maximum strain strain temperature corresponding to the strain ratio ρ. It has been found that a high-precision crack determination of a thin plate can be performed by taking in the warm FLD.

また、このような条件を満足する温間FLDを構築するには、様々な温度についての歪比ρ及び破断歪εを計測する必要があるが、このような実験をすべて実行するには、膨大な時間と労力が必要であり、その実現可能性に乏しいが、材料が同一の場合には、変数が1つで、上に凸で、唯一つの最大値および変曲点を有し、最大値をとる変数の値を通って当該変数軸に垂直な直線を軸として対称な関数により表現でき、表現された関数を用いて実験値のない破断歪εを適切に推定できることを見いだした。 In order to construct a warm FLD that satisfies such conditions, it is necessary to measure the strain ratio ρ and the breaking strain ε f for various temperatures. It takes a lot of time and effort, and its feasibility is poor, but if the material is the same, it has one variable, convex upwards, only one maximum and inflection point, It was found that a breaking strain ε f without an experimental value can be appropriately estimated using a function that can be expressed by a symmetric function with a straight line perpendicular to the variable axis as an axis through the value of the variable taking the value.

さらに、発明者らは、加工硬化指数nは歪比ρの一次関数f(ρ)として近似でき、常温Tのときの破断歪εf0は、歪比ρにより構成される式により計算できることを見出した。 Furthermore, the inventors work hardening exponent n can be approximated as a linear function f ([rho) of Ibitsuhi [rho, breaking strain epsilon f0 when the ambient temperature T o is to be able to calculate the constructed expression by the distortion ratio [rho I found it.

発明者らは、これらの知見に基づいて本発明を完成させた。発明の要旨は以下の通りである。   The inventors have completed the present invention based on these findings. The gist of the invention is as follows.

(1)オーステナイト(γ)を含有する鋼材の割れ評価に用いる温間FLDを作成する方法であって、
前記オーステナイト(γ)を含有する鋼材の歪比ごとに破断ひずみの最大値(以下、「破断歪最大値」という。)および破断歪最大値をとる温度(以下、「破断歪最大温度 」という。)の情報を有する温間FLDを作成するステップ
を有することを特徴とする薄板の割れ評価方法。
(1) A method for producing a warm FLD used for cracking evaluation of a steel material containing austenite (γ),
For each strain ratio of the steel material containing austenite (γ), the maximum value of the breaking strain (hereinafter referred to as “breaking strain maximum value”) and the temperature at which the breaking strain maximum value is obtained (hereinafter referred to as “breaking strain maximum temperature”). A method for evaluating cracking of a thin plate, comprising the step of creating a warm FLD having information on

(2)前記温間FLDを作成する方法であって、
予め定められた1つの前記オーステナイト(γ)を含有する鋼材について、
複数の歪比ρについて、各々、温度Tと破断歪εのデータを複数個採取するステッ プと、
歪比ρごとに前記温度Tと破断歪εの複数のデータを満足する曲線を作成するステ ップと、
変数が温度1つで、上に凸で、変曲点と唯一つの最大値を有し、前記最大値を取る温 度が歪比ρより変化し、前記最大値をとる温度の値を通って当該温度軸に垂直な直線を 軸として対称な関数(以下、「1変数対称関数」という。)を前記複数の曲線のいずれ かひとつにフィッティングするステップ(以下、フィッティングされた関数を「FLD 関数」という。)と、
前記複数の曲線の破断歪最大温度Tと当該曲線歪比ρとから、前記複数の曲線の破 断歪最大温度Tを歪比ρを変数とする関数T(ρ)を作成するステップと、
を有することを特徴とする(1)に記載の薄板の割れ評価方法。
(2) A method for producing the warm FLD,
About a steel material containing one predetermined austenite (γ),
A step of collecting a plurality of data of temperature T and breaking strain ε f for each of a plurality of strain ratios ρ;
Creating a curve satisfying a plurality of data of the temperature T and the breaking strain ε f for each strain ratio ρ;
The variable is one temperature, convex upward, has an inflection point and a single maximum value, the temperature that takes the maximum value changes from the strain ratio ρ, and passes through the temperature value that takes the maximum value. A step of fitting a symmetric function (hereinafter referred to as “one-variable symmetric function”) with respect to a straight line perpendicular to the temperature axis to any one of the plurality of curves (hereinafter referred to as “FLD function”). And)
Wherein the plurality of strain at break maximum temperature T p and the curve distortion ratio curve [rho, creating a function T p ([rho) of the Dan'ibitsu maximum temperature T p fracture of the plurality of curves the Ibitsuhi [rho variable When,
(2) The method for evaluating cracking of a thin plate according to (1).

(3)前記温間FLDを作成する方法であって、
前記予め定められた1つのオーステナイト(γ)を含有する鋼材について、
複数の歪比ρについて、常温Tの時の破断歪εf0データ採取するステップと、
前記データから歪比ρを与えたときに常温Tの時の破断歪εf0を算出する関数( 以下、「常温破断歪関数」という。)を作成するステップと、
を有することを特徴とする(2)に記載の薄板の割れ評価方法。
(3) A method for producing the warm FLD,
About the steel material containing one predetermined austenite (γ),
For a plurality of strain ratios ρ, collecting fracture strain ε f0 data at room temperature T 0 ;
Creating a function (hereinafter referred to as “room temperature rupture strain function”) for calculating a rupture strain ε f0 at room temperature T 0 when a strain ratio ρ is given from the data;
(2) The method for evaluating cracking of a thin plate according to (2).

(4)前記常温破断歪関数作成する方法であって、
前記複数の歪比ρと常温Tのときの破断歪εf0データから加工硬化指数nと常 温Tの破断歪εf0のデータから加工硬化指数nを歪比ρ変数とする関数f(ρ) を作成するステップと、
前記f(ρ)を用いて、常温破断歪関数を作成するステップと、
を有することを特徴とする(3)に記載の薄板の割れ評価方法。
(4) A method of creating the normal temperature breaking strain function,
A function f () having the work hardening index n as a strain ratio ρ variable from the data of the work hardening index n and the break strain ε f0 at the normal temperature T 0 from the plurality of strain ratios ρ and the breaking strain ε f0 data at the room temperature T 0. creating ρ);
Using f (ρ) to create a normal temperature breaking strain function;
(3) The method for evaluating cracking of a thin plate according to (3).

(5)(1)〜(4)に記載の方法により求められた温間FLDを用い、有限要素法により得られた結果に基づいて温間成形性を判断することを特徴とする薄板の割れ評価方法。 (5) Using the warm FLD obtained by the method described in (1) to (4) and judging the warm formability based on the result obtained by the finite element method, the crack of the thin plate Evaluation method.

本発明の方法によれば、TRIP鋼やSUS鋼のようなオーステナイト(γ)を含有する鋼材が有する破断歪最大値および破断歪最大温度を考慮した精度の高い薄板割れ予測を行うことができるという顕著な効果を奏する。なお、この効果は、TRIP鋼やSUS鋼のようなオーステナイト(γ)を10%以上含有する鋼材の場合にはさらに顕著となる。   According to the method of the present invention, it is possible to predict a thin plate crack with high accuracy in consideration of the fracture strain maximum value and the fracture strain maximum temperature of a steel material containing austenite (γ) such as TRIP steel and SUS steel. Has a remarkable effect. In addition, this effect becomes more remarkable in the case of a steel material containing 10% or more of austenite (γ) such as TRIP steel or SUS steel.

有限要素法結果を用いた薄板割れ判定の手順を表す図である。It is a figure showing the procedure of the thin-plate crack determination using a finite element method result. 温間応力歪曲線を表す図である。It is a figure showing a warm stress strain curve. 温間FLD曲線を表す図である。It is a figure showing a warm FLD curve. 温度T(℃)と限界歪(ε)を表す図である。It is a figure showing temperature T (degreeC) and a limit strain ((epsilon) f ). 温間FLD曲線作成のイメージ図である。It is an image figure of warm FLD curve creation. プレス成形の境界条件のイメージ図である。It is an image figure of the boundary conditions of press molding. 実施例(鋼板が物質Aの場合)を表す図である。It is a figure showing an Example (when a steel plate is substance A). プレス成形の模式図である。It is a schematic diagram of press molding. 引張試験の模式図である。It is a schematic diagram of a tensile test. FLDの測定の模式図である。It is a schematic diagram of the measurement of FLD. 試験片について説明する図である、It is a figure explaining a test piece. FLDの例を表す図である。It is a figure showing the example of FLD.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態はTRIP鋼やSUS鋼のようなオーステナイト(γ)を含有する鋼材の割れ判定に用いる温間FLDを構築する方法であり、具体的には以下の2つのステップ群からなる。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention is a method for constructing a warm FLD used for crack determination of a steel material containing austenite (γ) such as TRIP steel or SUS steel. Specifically, the following two steps are included. Consists of.

[ステップ群1]
予め定められた材料について、加工硬化指数nを歪比ρ変数とする関数f(ρ)を作成するステップである。
[Step group 1]
This is a step of creating a function f (ρ) using a work hardening index n as a strain ratio ρ variable for a predetermined material.

発明者らは、Stoeren−Riceの式   The inventors have used the Stoeren-Rice formula


の加工硬化指数nに着目し、がオーステナイト系の鉄鋼材料(TRIP鋼、SUS鋼)では、加工硬化指数nはオーステナイトの加工誘起マルテンサイト変態が塑性歪比ρによる依存性を持つことから、加工硬化指数nが歪比ρの関数となり、材料が同一の場合には、加工硬化指数nは歪比ρの関数となり得ることを見いだして、以下のステップを構築した。

In the case of austenitic steel materials (TRIP steel, SUS steel), the work hardening index n depends on the plastic strain ratio ρ because the work-induced martensitic transformation is dependent on the plastic strain ratio ρ. The following steps were constructed by finding that the hardening index n is a function of the strain ratio ρ and the work hardening index n can be a function of the strain ratio ρ when the materials are the same.

(ステップ1−1)データを採取するステップである。
実験等を行い、複数の歪比ρについて、常温Tの時の破断歪εf0データ採取する。
(Step 1-1) This is a step of collecting data.
Experiments and the like are performed, and the fracture strain ε f0 data at room temperature T 0 is collected for a plurality of strain ratios ρ.

(ステップ1−2)加工硬化指数を計算するステップである。
実験棟等で得られた歪比ρと常温Tのときの破断歪εf0データを
(Step 1-2) This is a step of calculating a work hardening index.
The strain ratio ρ obtained in the experimental building, etc. and the fracture strain ε f0 data at room temperature T 0


に代入して得られる加工硬化指数nを計算する。

The work hardening index n obtained by substituting for is calculated.

(ステップ1−3)関数f(ρ)を作成するステップである。
計算により得られた加工硬化指数nと常温Tのときの破断歪εf0のデータから加工硬化指数nを歪比ρ変数とする関数f(ρ)を作成する。
例えば、関数f(ρ)を、
(Step 1-3) This is a step of creating a function f (ρ).
A function f (ρ) having the work hardening index n as a strain ratio ρ variable is created from the data of the work hardening index n obtained by the calculation and the breaking strain ε f0 at room temperature T 0 .
For example, the function f (ρ) is


と記述される一次関数とすることで、関数f(ρ)を求めることは簡単になるが、関数f(ρ)をρの一般的な関数としたほうが良い精度を得られる場合もありうる。

It is easy to obtain the function f (ρ) by using the linear function described as follows, but it may be possible to obtain better accuracy if the function f (ρ) is a general function of ρ.

(ステップ1−4)破断歪εf0を計算する式をつくるステップである。
前記f(ρ)を用いて、任意の歪比ρにおける常温Tのときの破断歪εf0を計算する
(Step 1-4) This is a step of creating an equation for calculating the breaking strain ε f0 .
Using the f (ρ), the breaking strain ε f0 at the room temperature T 0 at an arbitrary strain ratio ρ is calculated.


を作成する。このように、Stoeren−Riceの式における加工硬化指数nをρの関数としてあたえることで、精度の高い常温Tのときの破断歪εf0が得られる。

Create In this way, by giving the work hardening coefficient n in the formula of Stoeren-Rice as a function of [rho, breaking strain epsilon f0 when highly accurate normal temperature T o is obtained.

[ステップ群2]
前記予め定められた材料について、FLD関数等をつくるステップである。
[Step group 2]
This is a step of creating an FLD function or the like for the predetermined material.

(ステップ2−1)データを採取するステップである。
実験等を行い、複数の歪比ρについて、各々、温度Tと破断歪εのデータを複数個採取する。
(Step 2-1) This is a step of collecting data.
An experiment or the like is performed, and a plurality of data of temperature T and breaking strain ε f are collected for each of a plurality of strain ratios ρ.

(ステップ2−2)温度Tと破断歪εの曲線を作成するステップである。
歪比ρごとに、温度Tと破断歪εの複数のデータを満足する曲線を作成する。通常、1軸引張(ρ=-0.5)、平面歪引張(ρ=0)、2軸引張(ρ=1.0)の3種類の曲線が得られる。
(Step 2-2) is a step of creating a curve of temperature T and strain at break epsilon f.
For each strain ratio ρ, a curve satisfying a plurality of data of temperature T and breaking strain ε f is created. Usually, three types of curves are obtained: uniaxial tension (ρ = −0.5), plane strain tension (ρ = 0), and biaxial tension (ρ = 1.0).

データを満足する曲線とは、各データについて予め定められた誤差範囲を許容しながら満足しうる曲線をいうものとし、誤差範囲は±5〜10%の範囲をいうものとする。また、曲線には直線も含まれ、曲線の作成には、重回帰、スプライン曲線を用いる方法、および、手書きにより曲線、直線を描く場合が含まれるものとする。
(ステップ2−3)関数を得られた曲線にフィッティングするステップである。
The curve that satisfies the data refers to a curve that can be satisfied while allowing a predetermined error range for each data, and the error range is a range of ± 5 to 10%. A curved line includes a straight line, and the creation of the curved line includes a method using multiple regression, a spline curve, and a case where a curved line and a straight line are drawn by hand.
(Step 2-3) This is a step of fitting a function to the obtained curve.

本発明の特徴である破断歪最大値と破断歪最大温度を有する曲線について説明する。   A curve having a maximum value of breaking strain and a maximum temperature of breaking strain, which is a feature of the present invention, will be described.

破断歪最大値と破断歪最大温度は、歪比ρによって変化することから、少なくとも、1軸引張(ρ=-0.5)、平面歪引張(ρ=0)、2軸引張(ρ=1.0)のときの破断歪εと温度Tとの関係を表すデータを、各々、横軸を温度T(℃)とし縦軸を判断歪εのグラフ上にプロットして作成した曲線の破断歪最大値と破断歪最大温度を確認する作業はきわめて重要である。 Since the breaking strain maximum value and the breaking strain maximum temperature vary depending on the strain ratio ρ, at least uniaxial tension (ρ = −0.5), plane strain tension (ρ = 0), biaxial tension (ρ = 1). 0.0), the data representing the relationship between the breaking strain ε f and the temperature T are plotted on the graph of the judgment strain ε f with the horizontal axis representing the temperature T (° C.) and the vertical axis representing the judgment strain ε f . The work of confirming the maximum value of breaking strain and the maximum temperature of breaking strain is extremely important.

図4を用いて、歪比ρと破断歪最大温度Tとの関係を説明する。 The relationship between the strain ratio ρ and the rupture strain maximum temperature T p will be described with reference to FIG.

図4(a)に示すように、TRIP鋼やSUS鋼のようなオーステナイト(γ)を含有する鋼材では、加工中のγの加工誘起マルテンサイト変態の影響で、破断歪最大値をとる破断歪最大温度はρが大きくなるにしたがい高い温度になり、ρ=1.0の場合には200℃以上で破断歪最大温度をとる場合があり、温度Tが200℃までの場合には、破断歪最大値を確認できない場合があるが、そのような場合には、1軸引張(ρ=-0.5)平面歪引張(ρ=0)2曲線について破断歪最大値と破断歪最大温度を確認し、この2点を満足する直線をつくり、ρ=1.0の破断歪最大温度を推定することができることを発明者らは見出した。 As shown in FIG. 4 (a), in steel materials containing austenite (γ) such as TRIP steel and SUS steel, the breaking strain at which the breaking strain takes the maximum value due to the effect of the processing-induced martensitic transformation of γ during processing. The maximum temperature becomes higher as ρ becomes larger. When ρ = 1.0, the maximum strain at break may be taken at 200 ° C. or higher, and when temperature T i is up to 200 ° C. In some cases, the maximum strain value cannot be confirmed. In such a case, the maximum strain value and the maximum strain value for uniaxial tension (ρ = -0.5) plane strain tension (ρ = 0) 2 curve are set. The inventors have confirmed that a straight line satisfying these two points can be formed, and the maximum strain temperature at ρ = 1.0 can be estimated.

これは、図4(b)に示すように、材料A,材料Bのように、被加工材に応じてその直線は異なるが、歪比ρと破断歪最大温度Tは、概ね直線の関係があり、例えば、A材の場合には、2点から導かれる直線を用いて、ρ=1.0の破断歪最大温度を推定することができることを発明者らは見出したからである。ただし、直線以外の曲線を用いて詳細に推定することもできる。 This is because, as shown in FIG. 4 (b), as the material A, material B, the straight line is different depending on the workpiece, breaking strain maximum temperature strain ratio [rho T p is approximately linear relationship For example, in the case of material A, the inventors have found that the maximum strain at break of ρ = 1.0 can be estimated using a straight line derived from two points. However, it can also be estimated in detail using a curve other than a straight line.

なお、実験によりデータを採取するときの温度は、破断歪最大値と破断歪最大温度を確認しやすくするために、50℃刻み、あるいは、25℃刻みであることが望ましいが、このような温度刻みでも破断歪最大値と破断歪最大温度を確認できない場合には、ほぼ同じ破断歪の値をとった2点の温度の中間となる温度が破断歪最大温度になる可能性が高いので、当該温度における実験を追加することが望ましい。   The temperature at which data is collected by experiment is preferably in increments of 50 ° C. or in increments of 25 ° C. in order to facilitate confirmation of the maximum strain value and the maximum strain value. If the maximum breaking strain value and the maximum breaking strain temperature cannot be confirmed even in steps, there is a high possibility that the temperature that is intermediate between the two temperatures at which almost the same breaking strain value is taken becomes the maximum breaking strain temperature. It is desirable to add experiments at temperature.

したがって、ステップ2−2で得られた曲線は、破断歪最大値を取る破断歪最大温度、および、破断歪最大値が異なるだけで、基本的にほとんど同じ形状をしているが、必ずしも破断歪最大値を見ることのできない曲線があることから、曲線の特徴を把握し易い曲線にフィッティングすればよいことを、発明者らは見いだした。   Therefore, the curve obtained in Step 2-2 has basically the same shape except for the maximum strain value at which the maximum strain value and the maximum strain value are different. Since there is a curve where the maximum value cannot be seen, the inventors have found that it is only necessary to fit a curve that makes it easy to grasp the characteristics of the curve.

フィッティングする1変数対称関数は、1)変数が温度1つで、2)上に凸で、3)変曲点と唯一つの最大値を有し、4)前記最大値を取る温度が歪比ρより変化し、5)前記最大値をとる温度の値を通って当該温度軸に垂直な直線を軸として対称な性質を有する。   The univariate symmetric function to be fitted is 1) one variable temperature, 2) convex upward, 3) an inflection point and a single maximum value, and 4) the temperature at which the maximum value is taken is the strain ratio ρ. 5) It has a property of being symmetric with respect to a straight line perpendicular to the temperature axis passing through the maximum temperature value.

フィッティングのポイントは、1)破断歪最大温度T、2)破断歪最大値、3)変曲点の位置、常温Tのときの破断歪εf0値を合わせることである。 The point of fitting is to match 1) the breaking strain maximum temperature T p , 2) the breaking strain maximum value, 3) the position of the inflection point, and the breaking strain ε f0 value at room temperature T 0 .

例えば、1変数対称関数が、歪比ρ、常温Tのときの破断歪εf0、破断歪εが最大となる温度T(ρ)、および、定数D、σ、kにより記述される、 For example, a one-variable symmetric function is described by a strain ratio ρ, a breaking strain ε f0 at room temperature T 0 , a temperature T p (ρ) at which the breaking strain ε f is maximum, and constants D, σ, and k. ,


の場合には、T=Tの場合には、ε≒εf0であるから、
1)破断歪εが破断歪最大値をとる破断歪最大温度をT(ρ)とし、
2)T(ρ)と変曲点をとる温度をσ/kとし、
3)kを(2×ln(2))1/2≒1.2とし、
4)破断歪εの最大値εf0(1+D)と常温Tのときの破断歪εf0とからDを決定する、
ことで、フィッティング可能である。
(ステップ2−4)T(ρ)を求めるステップである。

In the case of T = T 0 , since ε f ≈ε f 0 ,
1) T p (ρ) is the maximum temperature at which the breaking strain ε f takes the breaking strain maximum value,
2) The temperature at which T p (ρ) and the inflection point are taken is σ / k,
3) k is (2 × ln (2)) 1/2 ≈1.2,
4) determining D from breaking strain epsilon f0 Metropolitan at the maximum value epsilon f0 (1 + D) and room temperature T o of the breaking strain epsilon f,
Thus, fitting is possible.
(Step 2-4) This is a step for obtaining T p (ρ).

ステップ2−2で得られた曲線の温度の最大値Tと当該曲線歪比ρとから、前記複数の曲線の破断歪最大温度Tを歪比ρを変数とする一次関数、 From the maximum temperature value T p of the curve obtained in step 2-2 and the curve strain ratio ρ, the breaking strain maximum temperature T p of the plurality of curves is a linear function with the strain ratio ρ as a variable,


を作成する。点が2つしか得られない場合には、2点を結ぶ直線として関数をもとめ、点が3つある場合には、最小二乗法によりえら得た直線より求める。

Create When only two points are obtained, the function is obtained as a straight line connecting the two points, and when there are three points, it is obtained from a straight line obtained by the least square method.

(温間FLDの作成)
第1に、FLD関数を用いて、任意の温度Tにおける破断歪εを求める。
第2に、ρは歪比、εは破断歪(=最大主歪ε)であるから、求められた最大主歪εを用いて、最小主歪ε
(Creation of warm FLD)
First, the fracture strain ε f at an arbitrary temperature T is obtained using the FLD function.
Second, since ρ is a strain ratio and ε f is a fracture strain (= maximum principal strain ε 1 ), the minimum principal strain ε 2 is calculated using the obtained maximum principal strain ε 1.


により求める。
第3に、温度T毎に、求められた最大主歪ε、最小主歪εをプロットして図3(a)、(b)のような温間FLDを作成する。

Ask for.
Third, for each temperature T, the obtained maximum principal strain ε 1 and minimum principal strain ε 2 are plotted to create a warm FLD as shown in FIGS.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態は第1の実施形態により作成した温間FLDを用いて薄板の割れ判定を実施する方法である。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention is a method for performing crack determination on a thin plate using the warm FLD created according to the first embodiment.

図1を用いて、有限要素法を用いた薄板のプレス成形シミュレーション結果に基づいて成形性の判定を行う手順を説明する。
[条件設定]
条件設定ステップでは、境界条件設定と温間SSカーブ設定を行うステップである。
A procedure for determining formability based on a press forming simulation result of a thin plate using the finite element method will be described with reference to FIG.
[Condition setting]
In the condition setting step, boundary condition setting and warm SS curve setting are performed.

まず、境界条件設定について説明する。   First, boundary condition setting will be described.

図6に境界条件の例が記載されている。境界条件としては、例えば、板厚1.4mm、温度150℃、ブランクホルダ力(BHF)100トン、摩擦係数0.12、成形速度3mm/msec等の基礎的境界条件、パンチ、ドロービード、ブランクホルダおよびダイ等の個別的境界条件を設定する。
[温間成形解析]
温間成形解析ステップでは、温間応力歪曲線と、境界条件から弾塑性FEMにより、応力・歪および面圧を計算する。
[成形性の分析]
温間成形解析ステップでは、計算された応力・歪をベースに、本発明の方法により作成された図3のような温間FLDモデルを用いて割れやしわが発生するか否かを検討する。
FIG. 6 shows an example of boundary conditions. The boundary conditions include, for example, basic boundary conditions such as a plate thickness of 1.4 mm, a temperature of 150 ° C., a blank holder force (BHF) of 100 tons, a friction coefficient of 0.12, a forming speed of 3 mm / msec, a punch, a draw bead, and a blank holder. And individual boundary conditions such as dies.
[Warm forming analysis]
In the warm forming analysis step, the stress / strain and the surface pressure are calculated by an elastic-plastic FEM from the warm stress-strain curve and boundary conditions.
[Analysis of formability]
In the warm forming analysis step, it is examined whether cracks and wrinkles are generated using a warm FLD model as shown in FIG. 3 created by the method of the present invention based on the calculated stress / strain.

第1の実施形態である温間FLDの作成についての実施例を説明する。
<(式5)のフィッティング>
The Example about preparation of warm FLD which is 1st Embodiment is demonstrated.
<Fitting of (Formula 5)>


のフィッティングを行う。

Perform fitting.

A材についての歪比ρと当該歪比ρのときの常温Tのときの破断歪εf0のデータを数点実験により求め、横軸歪比ρ、縦軸加工硬化指数nグラフである図5にプロットし、最小自乗法を用いて係数a、bを求める。図5に示す例の場合には、 Calculated by the data-point experiments of breaking strain epsilon f0, the abscissa distortion ratio [rho, is a vertical axis work hardening coefficient n graph diagram when the ambient temperature T o when the distortion ratio [rho and the distortion ratio [rho for A material 5 is plotted, and the coefficients a 2 and b 2 are obtained using the method of least squares. In the case of the example shown in FIG.


が求められた。

Was requested.

<(式3)のフィッティング> <Fitting of (Formula 3)>


のフィッティングを行う。

Perform fitting.

第1に、図4(a)に示すように、同一のA材について、1軸引張(ρ=-0.5)、2軸引張(ρ=1.0)、平面歪引張(ρ=0)のときの最大主歪ε(=破断歪ε)と温度Tとの関係を表すデータを、各々、横軸を温度T(℃)とし縦軸を判断歪εのグラフ上にプロットしてなめらかな曲線でつなぐ、最大主歪ε(=破断歪ε)が破断歪最大値となる破断歪最大温度Tp(ρ)を求める。 First, as shown in FIG. 4A, for the same A material, uniaxial tension (ρ = −0.5), biaxial tension (ρ = 1.0), plane strain tension (ρ = 0). ), The data representing the relationship between the maximum principal strain ε 1 (= breaking strain ε f ) and the temperature T are plotted on the graph of the judgment strain ε f with the horizontal axis representing the temperature T (° C.). Then, the maximum breaking strain temperature Tp (ρ) at which the maximum principal strain ε 1 (= breaking strain ε f ) connected by a smooth curve becomes the breaking strain maximum value is obtained.

第2に、1軸引張の曲線に着目し、最大主歪ε(=破断歪ε)が破断歪最大値となる破断歪最大温度T(ρ)を150℃、最大値を0.7,変曲点を75℃、初期歪を0.4と読み取り、T(ρ)=150、σ/k=75、1+D=0.7/0.4=1.75を得て、T(ρ)=150、σ=90、k=1.2、D=0.75と決定し、 Secondly, paying attention to a uniaxial tension curve, the maximum strain at which the maximum principal strain ε 1 (= break strain ε f ) becomes the maximum value at break strain T p (ρ) is 150 ° C., and the maximum value is 0. 7. Read the inflection point at 75 ° C. and the initial strain as 0.4, obtain T p (ρ) = 150, σ / k = 75, 1 + D = 0.7 / 0.4 = 1.75, p (ρ) = 150, σ = 90, k = 1.2, D = 0.75,


を得る。

Get.

<(式4)のフィッティング> <Fitting of (Formula 4)>


のフィッティングを行う。
図4(b)に示すように、得られた温度Tp(ρ)と歪比ρのデータをプロットし、これらを満足する直線のa、bを求める。
図4(b)のA材については、

Perform fitting.
As shown in FIG. 4B, the obtained temperature Tp (ρ) and strain ratio ρ data are plotted, and straight lines a 1 and b 1 satisfying these are obtained.
About A material of FIG.4 (b),


を得る。なお、異なる材料であるB材の場合には、

Get. In the case of material B, which is a different material,


のように異なる式を得る。

To get a different formula.

<温間FLDの作成>
フィッティングされた(式2)、(式8)、(式9)および(式10)を用いて作成した温間FLD−Aが図3(a)である。
同様な手順で、材料Bについて作成した温間FLD−Bが図3(b)である。
<Creation of warm FLD>
FIG. 3A shows a warm FLD-A created using the fitted (Formula 2), (Formula 8), (Formula 9) and (Formula 10).
FIG. 3B shows a warm FLD-B created for the material B in the same procedure.

表1を用いて第2の実施形態である薄板の割れ判定について説明する。
表1において、1〜8は本発明例であり、9〜14は比較例である。
材料はA、Bの2種類を用いる。
The determination of cracks in the thin plate according to the second embodiment will be described with reference to Table 1.
In Table 1, 1-8 are examples of the present invention, and 9-14 are comparative examples.
Two types of materials A and B are used.

FLDは、オーステナイト(γ)を含有する鋼材の破断歪最大値、破断歪最大温度を考慮して作成したFLD−A(材料A用で表1では「A」と記す)、FLD−B(材料B用で表1では「B」と記す)、および、オーステナイト(γ)を含有する鋼材の破断歪最大値、破断歪最大温度を全く考慮しないで作成したZ1,Z2を用いる。   FLD was prepared in consideration of the maximum value of fracture strain and the maximum temperature of fracture strain of steel materials containing austenite (γ), and FLD-A (for material A, indicated as “A” in Table 1), FLD-B (material Z and Z2 prepared without considering the breaking strain maximum value and the breaking strain maximum temperature of the steel material containing austenite (γ) are used.

ここで、FLD−Aは図3(a)の温間FLDであり、FLD−Bは図3(b)の温間FLDである。   Here, FLD-A is the warm FLD in FIG. 3A, and FLD-B is the warm FLD in FIG. 3B.

応力歪線図は、オーステナイト(γ)を含有する鋼材の破断歪最大値、破断歪最大温度を考慮して作成したSS−A(材料A用で表1では「A」と記す)、SS−B(材料B用で表1では「B」と記す)、および、オーステナイト(γ)を含有する鋼材の破断歪最大値、破断歪最大温度を全く考慮しないで作成したZ1,Z2を用いる。   The stress-strain diagram shows SS-A (for material A, indicated as “A” in Table 1) and SS-, which were prepared in consideration of the maximum value of fracture strain and the maximum fracture strain temperature of steel materials containing austenite (γ). Z (Z1 and Z2) prepared without considering the breaking strain maximum value and breaking strain maximum temperature of B (for material B and indicated as “B” in Table 1) and austenite (γ) are used.

板厚、BHF、摩擦係数、成形速度、加工温度1,加工温度2、加工温度3は表1に記載されたとおりである。   The plate thickness, BHF, friction coefficient, forming speed, processing temperature 1, processing temperature 2, and processing temperature 3 are as described in Table 1.

成形性評価1、成形性評価2、成形性評価3は、ぞれぞれ、加工温度1,加工温度2、加工温度3において、表1記載の板厚、BHF、摩擦係数、成形速度で解析を実行したときに、「割れ発生」と判断される場合には「×」、「割れなし」と判断される場合には「○」と評価する。   Formability evaluation 1, formability evaluation 2, and formability evaluation 3 were analyzed with the plate thickness, BHF, friction coefficient, and forming speed shown in Table 1 at processing temperature 1, processing temperature 2, and processing temperature 3, respectively. Is evaluated as “X” when it is determined that “cracking occurs” and “O” when it is determined that “no crack”.

総合評価は実験と解析の割れ判定が3条件中3条件とも一致していれば「◎」、実験と解析の割れ判定が3条件中2条件一致していれば「○」、実験と解析の割れ判定が3条件中1条件以下一致の場合は「×」とする。   Comprehensive evaluation is “◎” if the crack judgment of the experiment and analysis is the same in 3 out of 3 conditions, “○” if the crack judgment of the experiment and analysis is in 2 out of the 3 conditions, When the crack determination is equal to or less than one of the three conditions, “x” is given.

なお、A材は25℃で成形した場合には割れが発生するが、150℃、175℃で成形した場合には割れは発生しなかった。また、B材は25℃で成形した場合には割れが発生するが、75℃、65℃で成形した場合には割れは発生しなかった。   The A material cracked when molded at 25 ° C., but no crack occurred when molded at 150 ° C. and 175 ° C. Further, although the B material was cracked when molded at 25 ° C., it did not crack when molded at 75 ° C. and 65 ° C.

以上の条件の下で解析結果と実験結果を照合すると、本発明例1〜8では◎ないし○であり、優れた効果が認められるが、比較例9〜14では、×であった。
図7は、番号1(本発明例)の判定結果を示したものであり、本発明の方法を用いて、室温(25℃)における成形、温間(150℃)における成形を行った場合の割れの有無の判定をおこなったものである。
When the analysis results and the experimental results were collated under the above conditions, the results of Examples 1 to 8 were ◎ to ◯, and excellent effects were recognized, but in Comparative Examples 9 to 14, the results were x.
FIG. 7 shows the determination result of No. 1 (example of the present invention). When the method of the present invention is used, molding at room temperature (25 ° C.) and warm molding (150 ° C.) are performed. It is determined whether or not there is a crack.

本発明の方法を用いると、室温(25℃)成形を行った場合には割れが発生するが、温間(150℃)においては、割れが発生しない。






















When the method of the present invention is used, cracking occurs when molding is performed at room temperature (25 ° C.), but cracking does not occur in warm conditions (150 ° C.).






















有限要素法を用いた薄板のプレス成形シミュレーションの結果に基づいて温間FLDモデルにより弾塑性材料の温間成形性を評価する方法において利用可能である。   The method can be used in a method for evaluating the warm formability of an elastic-plastic material by a warm FLD model based on the result of a press forming simulation of a thin plate using a finite element method.

1 ダイ
2 ブランクホルダ
3 パンチ
4 ドロービード
5 被加工材
6 加工時のパンチの方向
11 試験機のつかみ部
12 引張試験片
13 評価距離
14 引張方向
21 ダイ
22 ブランクホルダ
23 パンチ
24 ドロービード
25 被加工材
26 加工時のパンチの方向
27 恒温浴
28 ヒーター
29 シリコンオイル
30 ブランクホルダ押さえ用バネ
31 割れ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Die 2 Blank holder 3 Punch 4 Draw bead 5 Work material 6 Direction of punch at the time of processing 11 Grazing part 12 of test machine Tensile specimen 13 Evaluation distance 14 Die direction 22 Die 22 Blank holder 23 Punch 24 Draw bead 25 Work material 26 Punch direction during processing 27 Constant temperature bath 28 Heater 29 Silicon oil 30 Blank holder holding spring 31 Cracking

Claims (5)

オーステナイト(γ)を含有する鋼材の割れ評価に用いる温間FLDを作成する方法であって、
前記オーステナイト(γ)を含有する鋼材の歪比ごとに破断ひずみの最大値(以下、「 破断歪最大値」という。)および破断歪最大値をとる温度(以下、「破断歪最大温度 」という。)の情報を有する温間FLDを作成するステップ
を有することを特徴とする薄板の割れ評価方法。
A method for producing a warm FLD used for cracking evaluation of a steel material containing austenite (γ),
For each strain ratio of the steel material containing austenite (γ), the maximum value of the breaking strain (hereinafter referred to as “breaking strain maximum value”) and the temperature at which the breaking strain maximum value is obtained (hereinafter referred to as “breaking strain maximum temperature”). A method for evaluating cracking of a thin plate, comprising the step of creating a warm FLD having information on
前記温間FLDを作成する方法であって、
予め定められた1つの前記オーステナイト(γ)を含有する鋼材について、
複数の歪比ρについて、各々、温度Tと破断歪εのデータを複数個採取するステッ プと、
歪比ρごとに前記温度Tと破断歪εの複数のデータを満足する曲線を作成するステ ップと、
変数が温度1つで、上に凸で、変曲点と唯一つの最大値を有し、前記最大値を取る温 度が歪比ρより変化し、前記最大値をとる温度の値を通って当該温度軸に垂直な直線を 軸として対称な関数(以下、「1変数対称関数」という。)を前記複数の曲線のいずれ かひとつにフィッティングするステップ(以下、フィッティングされた関数を「FLD 関数」という。)と、
前記複数の曲線の破断歪最大温度Tρと当該曲線歪比ρとから、前記複数の曲線の破 断歪最大温度Tを歪比ρを変数とする関数T(ρ)を作成するステップと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の薄板の割れ評価方法。
A method of making the warm FLD,
About a steel material containing one predetermined austenite (γ),
A step of collecting a plurality of data of temperature T and breaking strain ε f for each of a plurality of strain ratios ρ;
Creating a curve satisfying a plurality of data of the temperature T and the breaking strain ε f for each strain ratio ρ;
The variable is one temperature, convex upward, has an inflection point and a single maximum value, the temperature that takes the maximum value changes from the strain ratio ρ, and passes through the temperature value that takes the maximum value. A step of fitting a symmetric function (hereinafter referred to as “one-variable symmetric function”) with respect to a straight line perpendicular to the temperature axis to any one of the plurality of curves (hereinafter referred to as “FLD function”). And)
Wherein the plurality of strain at break up to a temperature T [rho and the curve distortion ratio curve [rho, creating a function T p ([rho) of the Dan'ibitsu maximum temperature T p fracture of the plurality of curves the Ibitsuhi [rho variable When,
The method for evaluating cracks in a thin plate according to claim 1, wherein:
前記温間FLDを作成する方法であって、
前記予め定められた1つのオーステナイト(γ)を含有する鋼材について、
複数の歪比ρについて、常温Tの時の破断歪εf0データ採取するステップと、
前記データから歪比ρを与えたときに常温Tの時の破断歪εf0を算出する関数( 以下、「常温破断歪関数」という。)を作成するステップと、
を有することを特徴とする請求項2に記載の薄板の割れ評価方法。
A method of making the warm FLD,
About the steel material containing one predetermined austenite (γ),
For a plurality of strain ratios ρ, collecting fracture strain ε f0 data at room temperature T 0 ;
Creating a function (hereinafter referred to as “room temperature rupture strain function”) for calculating a rupture strain ε f0 at room temperature T 0 when a strain ratio ρ is given from the data;
The method for evaluating cracking of a thin plate according to claim 2, wherein:
前記常温破断歪関数作成する方法であって、
前記複数の歪比ρと常温Tのときの破断歪εf0データから加工硬化指数nと常 温Tの破断歪εf0のデータから加工硬化指数nを歪比ρ変数とする関数f(ρ) を作成するステップと、
前記f(ρ)を用いて、常温破断歪関数を作成するステップと、
を有することを特徴とする請求項3に記載の薄板の割れ評価方法。
A method of creating the normal temperature breaking strain function,
A function f () having the work hardening index n as a strain ratio ρ variable from the data of the work hardening index n and the break strain ε f0 at the normal temperature T 0 from the plurality of strain ratios ρ and the breaking strain ε f0 data at the room temperature T 0. creating ρ);
Using f (ρ) to create a normal temperature breaking strain function;
The method for evaluating cracking of a thin plate according to claim 3, wherein:
請求項1〜請求項4に記載の方法により求められた温間FLDを用い、有限要素法により得られた結果に基づいて温間成形性を判断することを特徴とする薄板の割れ評価方法。   A method for evaluating cracking of a thin plate, wherein the warm formability is determined based on a result obtained by a finite element method using the warm FLD obtained by the method according to claim 1.
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